成矿动力学理论基础
• 找矿勘查之必需
现代找矿勘查的成功概率并不高,每10000个勘查项目只 有1~2个最终演化成可赢利矿山,现代科学技术的发展也没有 有效地提高找矿勘查的成功率,其主要原因是我们对导致矿 体形成并定位于某一位置的动力过程缺乏详细的了解,而且 现代地球科学和地球探测技术也没有为我们提供足够的了解 成矿动力学过程的知识和技术, 只有发展动力学研究,才有 可能实现这一点。大气动力学对气象预报的贡献。
地质动力学 (geodynamics)
Geodynamics,国内称为地球动力学, 主要研究地球及其各圈层 的运动及其原因。这实际上是不确切的。
澳大利亚地质动力学合作研究中心(Australia Geodynamics Cooperative Research Centre)给出的定义为,Study of the changes that occur to and within bodies of rock under the influence of geological processes. These geological processes include tectonic and gravitational stress (which cause displacements and deformations), thermal fluxes (which cause metamorphism and melt of rock), fluid flows (which cause movement and convective circulation of mineral-laden water, hydrostatic stress and hydro-fracturing) and chemical reactions (which cause alternation, mineral solution and mineral deposition). There are strong feedback interaction (couplings) between these processes.
• 耦合(coupling):the act of bring or coming together。简单地说,耦合就是两个过程间的相 互影响。
成矿作用的复杂过程(据Hobbs et al )
3.为什么要研究成矿动力学
• 地球科学发展之必然
地球科学不能永远停留在经验事实积累的水平上,必向 具严密逻辑和精确数学表达的现代科学迈进,要实现这一点动 力学研究是其必然途径。 动力学的核心:基本守恒定律和系统本构关系的唯象律
• “dynamics”则是研究物体在力的作用下宏观运动的速 率或机制。Study of the motion of bodies under the influence of force.
• 动力学的较完整的涵义是某种作用(或物质运动)的 速率(rate)、机制(mechanism)和过程(process)。
成矿动力学(metallogenic dynamics )
• 确切地说,成矿动力学应该叫着成矿作用动力学(dynamics of metallogenic process),主要是研究成矿作用的速率、机制 和过程,是矿床成因的核心问题;
• 传统的矿床学(ore deposit geology)主要总结和归纳已发现矿床 的特征和规律和经验事,以及对这种规律和事实的解释和进一 步的推论, 成矿学(metallogeny)则是对更大范围的区域内的成 矿特征和规律的总结和解释。二者都是立足于经验事实上,其 最本质的特征都是“以成矿的结果为研究的主要对象,主要 目的是发现矿床形成的规律,研究思路则是从结果 (反推) 原 因”,而且这种反推在有很大程度上带有猜想和假想的成分, 是非常不严密的。成矿动力学则是“以成矿过程为研究的主要 对象,主要目的是发现矿床形成的原因和机制,研究思路是 从原因到结果”。
• 在成矿系统的自组织(self-organization)演化进程 中,有两种机制起着非常重要的作用,这两种机 制是:反馈和耦合。
反馈和耦合
• 反馈(feed-back):The return of a portion of the output of a process or system to the input, especially when used to maintain performance or to control a system or process. 简单地说,反馈就是结果对原因的 影响。
第一讲Байду номын сангаас
成矿动力学理论基础
Theory Background for the Metallogenic Geodynamics
提纲
一、基本概念及研究意义
1. 什么是动力学 2. 成矿系统的自组织演化 3. 为什么要研究成矿动力学
二、多孔介质中传递过程的耦合动力学
1. 多孔价质的基本特性 2. 多孔介质的本构方关系唯象律 3. 不可逆过程耦合 4. 多孔介质的骨架变形 5. 多孔介质的固-流反应 6. 全反馈-耦合动力学
一、基本概念及研究意义
1. 什么是动力学 2. 成矿系统的自组织演化 3. 为什么要研究成矿动力学
1. 动力学、地质动力学和成矿动力学
动力学
• “动力学”一词的原义泛指英文中的“kinetics”(化学动 力学)和 “dynamics”(动力学)。
• kinetics(或chemical Kinetics)研究化学反应的速率和历 程(或机制)。所谓“反应历程”(或“反应机制”) 就是指反应物分子在变为产物分子的过程中所经历的 具体途径和步骤。
• 成矿动力学与矿床学及成矿学之间的本质区别决定了矿床学和 成矿学研究常用的归纳法和类比法等是不适合于研究成矿动力 学的。
成矿作用动力学的理论体系
据於崇文
2. 成矿系统的自组织演化
• 成矿作用是一种复杂的多过程动力系统, 成矿作用 实际上是成矿物质的无序状态向有序状态演化过 程,这种转化在很大程度是自组织的;